馬氏體的應用

科技創(chuàng )新導報01 Technology innovation Herald業(yè)技術(shù)馬氏體的應用著(zhù)葵2謝劍2王麗君(1牡丹江高級技工學(xué)校晨龍江牡丹江1570002.黑龍江省水田機械化研究所黑龍江牡丹江157011)摘要:本丈論暹了形變熱處理、應變時(shí)數時(shí)熱處理對馬氏你形毒的改叟,性贗規及性能的影響,并就其特點(diǎn)劓述了低嚷馬氏俸,馬氏體時(shí)效鋼,相變塑性鋼和馬氏體姐成復合樹(shù)的應用。關(guān)鍵詞:馬氏體形變熱處理時(shí)教熱處理應用中圖分類(lèi)號:TG139文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2008)07(a)0074-02在人類(lèi)的生產(chǎn)中應用馬氏體已有悠久粒形狀的改變,顯示抗拉或抗壓強度的各體。這樣,鋼內含很低的碳井相當數量的歷史,近代又有不少發(fā)展,在此僅就馬氏向同性,但增大了拉、壓強度差效應,這可鎳,使淬火后的馬氏體具有高的韌性,同時(shí)體形態(tài)和性質(zhì)規律相聯(lián)系的應用,作為例證能是由于在受拉和受壓時(shí)間隙原子與位錯以時(shí)效的途徑來(lái)強化馬氏體,就成為既有高加以闡述,如以馬氏體的相變塑性發(fā)展成相間的交互作用有所不同而形成的的強又有很好韌性的馬氏體時(shí)效鋼變塑性鋼以高碳馬氏體的高強度來(lái)作為纖維強化材料;或以馬氏體為強化組元,以鐵2應變時(shí)效熱處理5相變塑性鋼素體作為韌性組元組成復合材料等馬氏體的加工硬化率很大,通過(guò)少量綜合利用馬氏體相變時(shí)產(chǎn)生的塑性,形變后就往往使服強度接近拉力強度。以及形變熱處理提供的強化(但不顯著(zhù)降1形變熱處理如0.4%C鎳鉻鉬鋼的回火馬氏體經(jīng)室溫形低塑性),發(fā)展了一種新的兼具高的強度和形變熱處理是將鋼在奧氏體狀態(tài)下經(jīng)變4%,馬氏體由于加工硬化,強度增髙良好塑性的結構鋼,即相變塑性鋼。這種形變(加工)后,接著(zhù)進(jìn)行淬火和回火的一種70kg/mm2,經(jīng)形變后再進(jìn)行時(shí)效將繼續增鋼的Ms溫度在196℃以下,由于形變使熱處理工藝。因奧氏體加工溫度的不同,加強度28kg/mm2,該鋼的馬氏體在200℃Ms(以及Md)溫度提高,形變乂使碳化彌散這項工藝又可分為下列三類(lèi)藝下回火時(shí),從馬氏體中析出E碳化,但經(jīng)析出并增加位錯密度,經(jīng)冷卻后得到部分(1)高溫形變熱處理;將鋼在奧氏體的形變時(shí)效后發(fā)現,碳化物部分溶解,這時(shí)碳馬氏體,在經(jīng)拉力試驗時(shí)一方面由于馬氏穩定溫度范圍(>AC3。)形變后即進(jìn)行炎。原子可能利用形變所形成的應力場(chǎng)擴散到體的較高加工硬化率,同時(shí)由于相變塑性,(2)中溫形變熱處理:將鋼在奧氏體的由形變所新產(chǎn)生的位錯處,從而釘扎位錯,使應變(延伸)增加,因此縮頸開(kāi)始較晚,這亞穩溫度范圍(低于A(yíng)CI,但高于Ms)進(jìn)行提高鋼的強度。過(guò)高溫度的時(shí)效(大于170類(lèi)鋼比常用的0.4C鎳鉻鉬鋼具有較大的形變(不產(chǎn)生珠光體或貝氏體相變),稱(chēng)為溫℃),使碳原子釘扎位錯的作用減弱,因而強度和塑性。由于相變塑性鋼在拉力下具加工,然后立即淬火和回火強化效果較小。有很好塑性,因此也具有較高的斷裂韌性。(3)混合形變熱處理:將鋼先在奧氏體18Ni型馬氏體時(shí)效鋼在相同強度水平下其穩定溫度范圍形變后,接著(zhù)冷至中溫至中3低碳馬氏體的應用斷裂韌性可大大高于馬氏體時(shí)效鋼。相變溫亞穩區進(jìn)行溫加工,然后立即進(jìn)行淬火和低碳馬氏體具有相當高的強度,很好塑性鋼也存在氫脆問(wèn)題?；鼗鸬乃苄院晚g性,以及良好的冷加工性、可形變熱處理不能應用于大件和焊接由表1可見(jiàn),高溫形變熱處理只使強度焊性和熱處理形變小等優(yōu)點(diǎn),在工程產(chǎn)品件形變來(lái)強化相變塑性鋼也有其略為提高,這是由于鋼經(jīng)熱加工后,鋼中的上頗多應用局限性。利用馬氏體在加熱時(shí)進(jìn)行逆轉位錯密度并不增加,只是細化了奧氏體品由于低碳鋼的淬透性甚差,因此一般變,可以反復相變使產(chǎn)生應變來(lái)代替形變粒,從而細化了馬氏體片,因而使強度臍有以低碳合金鋼淬火得到低碳馬氏體來(lái)加以熱處理。相變塑性鋼已成為新型超高強度提高應用。如深水殼體,高壓容器等應用低碳不銹鋼,在工業(yè)上得到應用。鋼經(jīng)中溫變形使奧氏體內具有較高的低合金鋼,屈服強度達110kg/mm以上(經(jīng)位錯密度,經(jīng)轉變成為馬氏體后就使馬氏低溫回火)而低溫韌性很好。我國應用低8馬氏體組成復合材料體內具有較高的位錯密度,從而強化了馬碳合金鋼淬火并低溫回火來(lái)代替中碳合金6.1馬氏體定向強化氏體,使奧氏體晶粒細化,并在亞穩區經(jīng)形鋼的調質(zhì)處理,獲得可喜的成就;有的機件根據合金定向纖維強化(復合材料)的變使碳化物析出。由于奧氏體內析出碳化經(jīng)換用低碳馬氏體后,由于強度提高重量概念,設想將鋼在轉變時(shí)產(chǎn)生定向馬氏體物,使奧氏體內含碳(及合金)量減少,這樣成倍減輕,深受工人歡迎。后,可將鋼的強度提高至接近理論值。為就提高了鋼的Ms溫度,使淬火后孿晶馬氏使馬氏體形成定向,必須解決兩個(gè)基本問(wèn)體的數量大為堿少,對鋼的切性作出有益4馬氏體時(shí)效鋼題:1)先形成定向的奧氏體這可由奧氏的貢獻。鋼經(jīng)混合形變熱處理后,強度最超高強度結構鋼往往韌性較差,但經(jīng)妥體經(jīng)形變和遇火得到退火織構來(lái)實(shí)現:2)使高,韌性最好。善設計鋼的成分和組織就能解決這個(gè)矛盾,形成慣丬面變化最少的馬氏體形變熱處理雖有很多優(yōu)點(diǎn),但增加了如馬氏體時(shí)效鋼。條狀位錯型馬氏體的韌為便于奧氏體形變及退火,應選擇M形變工序,同時(shí)它不能應用于大的工件(短性較好,當含碳量很低時(shí),它的韌性更好。溫度低于溫的合金。FeNi-Mn和Fe時(shí)間內達不到大的形變量)和焊接件(不能合金元素中,鎳提高鋼的韌性,并且在FeMo合金的Ms低于室溫,而且也有條件施加形變),因此它的應用也有很大的局限Ni合金中,含Ni<30%淬火后仍呈條狀馬氏獲得條狀馬氏體,可能是理想的材料。將性。形變熱處理后不因形變的方向性及晶表1鋼經(jīng)不同處理并經(jīng)200c回火2小時(shí)后的性質(zhì)處理工藝維氏硬度抗拉強度kgmm2|屈服強度kgmm2延伸率%不形變,在50℃時(shí)效60分鐘,淬火中溫形變60%,在550℃時(shí)效60分鐘,淬火726中國煤化工高溫形變60%,在550℃時(shí)效60分鐘,淬火CNMHG混合形變60%,在550℃時(shí)效60分鐘,淬火22474科技則靳導報 Science and Technology Innovation HeraldScience and Tech6m科技創(chuàng )新導報工業(yè)技術(shù)鐵碳合金狀態(tài)圖在熱加工工藝中的應用宋恒潤河北巨鹿職教中心河北巨鹿055250)摘要:鐵合金狀態(tài)圖在制定造.儆逵,熱處理哥熱加工工藝方的應用關(guān)鍵詞:鐵碳合金狀態(tài)圈應用鋒造彀達熱處理中圖分類(lèi)號:TG15文獻標識碼:A文章編號:1674-198X(2008)07(a)-0075-01鐵碳合金是以鐵為基礎的合金,也是鋼件的某些缺陷,如晶粒粗大,偏析嚴重,可溫度都得參考鐵碳合金狀態(tài)圖加以選擇和鐵的統稱(chēng)。它是工業(yè)上應用最廣泛的合以通過(guò)熱處理方法消除。所以鑄鋼件鑄造鐵碳合金狀態(tài)圖中組織轉變的臨界溫金。鐵碳合金狀態(tài)圖不僅是研究鋼和鐵的后必須進(jìn)行熱處理。度A1、A3、Acm是在極其緩慢的加熱條成分,溫度和組織結構之間關(guān)系的重要工件下測定的,而熱處理中,加熱并不是極其具,而且對生產(chǎn)實(shí)踐頗有意義。它是制定鑄2在鍛造生產(chǎn)方面的應用緩慢的,故和臨界狀態(tài)相比發(fā)生一定的潘造、鍛造和熱處理等熱加工工藝的依據。僉屬材料的塑性越大,變形抗力越小,后現象,轉變才能進(jìn)行。與狀態(tài)圖上AI金屬的可鍛性好,反之則差。金屬的可鍛性A3、Acm相對應,通常把實(shí)際加熱時(shí)臨界1在鑄造生產(chǎn)方面的應用取決于金屬材料的化學(xué)成分,組織結構,變溫度的位置用Ac1、Ac3、Accm表示。將鑄造生產(chǎn)時(shí),液態(tài)合金在充滿(mǎn)鑄型型形溫度等。它們都與鐵碳合金狀態(tài)圖有關(guān)。共析鋼加熱到Ac1時(shí)便發(fā)生珠光體向奧氏腔的過(guò)程中,有時(shí)伴隨著(zhù)結晶出現充型能提高金屬變形時(shí)的溫度,是改善金屬體的轉變,若繼續升溫奧氏體晶粒會(huì )增大力不足的現象。若充型能力不足,在型腔可鍛性的有效措施。金屬材料產(chǎn)生塑性變當亞共析鋼加熱到Ac1時(shí)珠光體轉變成奧被添滿(mǎn)之前,形成的晶粒將充型的通道堵形后,機械性能會(huì )產(chǎn)生明顯變化,產(chǎn)生強度、氏體,此時(shí)的組織為奧氏體和鐵素體。若塞,金屬液體被迫停止流動(dòng),鑄件便會(huì )產(chǎn)生硬度上升,塑性、韌性下降的加工硬化現繼續升溫鐵素體也逐漸轉變?yōu)閵W氏體,溫澆不足或冷隔等缺陷。影響充型能力的主象。在實(shí)際生產(chǎn)中,可采用再結晶退火的方度超過(guò)Ac3時(shí)鐵素體完全消失,全部組織要因素有合金的流動(dòng)性、澆鑄溫度等。澆法,消除加工硬化現象。當金屬在高溫下受轉變?yōu)榧毝鶆虻膯我粖W氏體。同樣,若鑄溫度需參考鐵碳合金狀態(tài)圖來(lái)選擇,合力變形時(shí),加工硬化和再結晶同時(shí)存在,不繼續升溫奧氏體晶粒會(huì )增大。過(guò)共析鋼加金的流動(dòng)性也與鐵碳合金狀態(tài)圖有關(guān)過(guò)變形中的加工硬化隨時(shí)都被再結晶過(guò)程熱轉變溫度與亞共析鋼加熱情況相似,只澆鑄溫度對合金的充型能力有著(zhù)決定所消除,變形后沒(méi)有加工硬化現象是在A(yíng)c1-Accm的升溫過(guò)程中,是二次滲性影響。澆鑄溫度越高,合金的粘度下降,不同化學(xué)成分的金屬可鍛性不同,碳體逐漸溶入奧氏體。超過(guò)Accm時(shí),全部且因過(guò)熱度高,合金在鑄型中保持流動(dòng)的般情況下純金屬的可鍛性好,合金的可鍛組織為奧氏體,但其晶粒已長(cháng)大粗化。因時(shí)間長(cháng),故充型能力強;反之,充型能力差。性差。金屬內部的結構不同,其可鍛性有粗大晶粒的奧氏體冷卻時(shí)會(huì )使轉變產(chǎn)物的但鐵碳合金溫度過(guò)高鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮很大差別。純金屬及固溶體的可鍛性好,晶粒粗大機械性能變壞,所以為控制奧氏松、粘砂、氣孔、粗晶等缺陷。故在保證而碳化物的可鍛性差。由于奧氏體的塑性體的晶粒長(cháng)大,應嚴格控制加熱溫度。熱充型能力足夠的前提下,澆鑄溫度不宜過(guò)很好,強度較低便于塑性變形。而且由于處理時(shí)的加熱溫度大都是將鋼加熱到臨界高。依據鐵碳合金狀態(tài)圖可以確定合適的存在的溫度高于再結晶溫度,在奧氏體區點(diǎn)以上某一溫度,如完全火的加熱溫度澆鑄溫度。通?；铱阼T鐵的澆鑄溫度為進(jìn)行壓力加工,可以消除加工硬化現象,所是Ac3以上30-50℃,等溫退火的加熱溫1200~1300℃,鑄鋼為1520~1620c。共晶以鋼材的軋制和鍛造經(jīng)常選擇在奧氏體單度是Ac3以上30~50℃(對亞共析鋼)或成分的鐵碳合金的結晶是在恒溫下進(jìn)行相區中的適當溫度范圍內進(jìn)行。選擇原則Acl以上20-30℃(對共析鋼和過(guò)共析鋼),的,此時(shí)液態(tài)合金從表層逐層向中心凝固,是開(kāi)始軋制或鍛造的溫度不能過(guò)高,因溫球化退火的加熱溫度是Acl以上20-30已結晶的固體層內表面比較光滑,對金屬度過(guò)高會(huì )產(chǎn)生過(guò)熱,脫碳和嚴重氧化等缺℃。正火的加熱溫度是Ac3以上30-50℃液的阻力較小。所以澆鑄時(shí)它的流動(dòng)性陷,使鋼材機械性能降低甚至使鍛件報廢。(對亞共析鋼)或Accm以上30~50℃(對過(guò)好,分散縮孔少,可使縮孔集中在冒口內,終鍛溫度也不能過(guò)低,因溫度過(guò)低時(shí),回復共析鋼)。淬火的加熱溫度是Ac3以上30~有可能得到致密的鑄件。因此在鑄造生產(chǎn)和再結晶不能及時(shí)克服加工硬化現象,鋼50℃(對亞共析鋼)或Ac以上20-30℃(對中接近于共晶成分的鑄鐵,得到廣泛的應材的塑性下降,變形抗力增大,可鍛性變共析鋼和過(guò)共析鋼),所有這些溫度的確定用。低碳鋼由于凝固溫度區間小,所以流壞,易導致裂紋產(chǎn)生,鍛件破裂報廢。對碳都離不開(kāi)鐵碳合金狀態(tài)圖動(dòng)性也較好,而高碳鋼凝固溫度區間較大,鋼而言,始鍛溫度一般比固相線(xiàn)低200℃左綜上所述,鐵碳合金狀態(tài)圖是制定鑄結晶是在截面上一定寬度的凝固區內同時(shí)右,終鍛溫度約為800℃左右造,鍛造,和熱處理等熱加工工藝的依據進(jìn)行,由于初生的樹(shù)枝狀晶體使已結品固體層內表面粗糙,所以合金的流動(dòng)性變差,3在熱處理方面的應用鑄件縮孔較大,且容易形成分散縮孔,偏析熱處理是改善鋼的性能的主要途徑之嚴重。其次鑄鋼的融化溫度比鑄鐵高的金屬材料進(jìn)行熱處理時(shí),更離不開(kāi)鐵多,且鑄鋼件冷卻迅速,內應力較大。鑄鋼碳合金狀態(tài)圖。遇火,正火、淬火的加熱Fe-20Ni-5Mn奧氏體進(jìn)行大量形變,再經(jīng)及加熱溫度控制,淬火后得到含高密度位強度,是馬氏體應用的一個(gè)新方向。退火,獲得較強的立方織構,又經(jīng)應變并冷錯的低碳鐵素體基體上分布纖維條狀馬氏至液氮,得到80%的條狀定向馬氏體。體。據報道,0.1C-2Si鋼經(jīng)這種復合熱處參考文獻6.2馬氏體一鐵素體復合材料理,在含20-60%馬氏體,強度和塑性均[1)徐祖耀著(zhù).馬氏體相變與馬氏體.科技出以熱處理方法形成馬氏體-鐵素體復好。當延伸率為20~25%時(shí)合材料,可兼具強度和塑性。以低碳低合度達80kg/mm2,屈服強度達5V凵中國煤化工處理.中國勞動(dòng)社會(huì )保障金鋼先淬成全部馬氏體,重新加熱至(a+稱(chēng)價(jià)廉物美,值得推薦代替0.1CNMHG)兩相區,使形成約0.3%C的奧氏體和體或奧氏體基體上含一定量細低碳鐵素體,它們的數量比例由鋼的成分體,阻礙位錯的移動(dòng),同時(shí)提供足夠的復合科技創(chuàng )新導報 Science and Technology innovation Herald75